CN201287698Y - 电动车充电防盗报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车充电防盗报警器，由微电脑U1，和以U1为核心的信号检测电路、报警输出电路、参数设置电路和串行通信电路以及直流稳压电源组成，电动车充电器输出端的电压直接与防盗报警器信号检测电路输入端相连，本防盗报警器充分利用微电脑的智能判别功能，对电动车充电时的输出电压变化进行数据处理和识别，当确认电动车或电动车电池发生被盗时能及时用声、光等报警，误报警少，报警可靠，破解难度大，此外，本防盗报警器还有可使用用户原有充电器、监控路数多、具备联网功能等优点。

Description

电动车充电防盗报警器

技术领域

本实用新型属电器技术领域，特别涉及一种电动车充电防盗报警器。

背景技术

随着经济技术的发展，电动车的数量越来越多。由于电池较重，很多住在楼上的用户将电动车和电池放在室外楼下充电，在充电过程中经常发生电动车和电池的失窃案件，影响人们的正常生活和工作。

经查新，现有的电动车充电防盗技术方案有两种：

第一种方案是专利号200520070313的电池车防盗充电报警器，该方案不采用微电脑芯片，成本很低，但是需要对充电线进行改造，实施比较麻烦，并且该方案的防盗原理过于简单，容易被具有一定电子知识的小偷破解。

第二种方案是专利号200620028319的远程防盗报警器，该方案带遥控功能、带微电脑控制，可远程对电动车充电，防盗，但该方案不能使用用户原有的电动车充电器，造成了浪费；并且可能出现由于新充电器和用户原有电池不匹配，影响电池使用寿命的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有微电脑智能识别功能的电动车充电防盗报警器。

本实用新型的技术方案是：该防盗报警器由微电脑U1，和以U1为核心的信号检测电路、报警输出电路、参数设置电路和串行通信电路以及直流稳压电源组成，电动车充电器输出端的电压直接与防盗报警器信号检测电路输入端相连。

本报警器的工作原理就是检测充电器输出端电压的变化，由微电脑软件对这个电压的变化过程进行识别和数据处理，如果判断为电池被异常断开就进行报警。

目前市场上常见的电动车充电器主要有两种：第一种充电器具备短路保护、负载开路保护等功能；第二种充电器仅是一个普通的变压器，不具备短路保护、负载开路保护等功能。

第一种充电器最为常见，本报警器主要针对这种充电器进行设计，对于第二种充电器，本报警器也可使用。

在使用第一种充电器正常充电时，充电器输出端有接近36V的电压(此处以36V为例，如果是其他电压也可使用本报警器)，当充电器接上220V电源，进行正常充电时，充电器输出端到电池的导线被断开会引起充电器输出端的电压短暂升高后迅速下降到接近0V，然后保持接近0V；当充电器电源插头被拔掉或停电时，充电器输出端电压即为电池输出电压(接近36V)，此时如果充电器输出端到电池的导线被断开会引起充电器输出端的电压迅速下降到接近0V。

如果用户使用的充电器仅仅是一个普通的变压器，而不具备短路保护、负载开路保护等功能，也可以使用本报警器，这时判断电池是否和充电器异常断开的逻辑是：当充电器接上220V电源，进行正常充电时电池被断开，充电器输出端将发生电压升高，并保持；当充电器电源插头被拔掉或停电时电池被断开，充电器输出端电压将从电池输出电压(接近36V)迅速下降到0V左右，并保持。

微电脑软件对以上电压的变化过程进行识别和数据处理，判断为电池被异常断开时才进行报警。

用户使用的充电器类型、输出电压高低等参数可通过参数设置电路部分的指拨开关进行设置，供微电脑判别使用，从而使本报警器在多种不同情况下都能正常工作。

但在实际应用环境中，还有其他几个因素也会引起充电器输出端的电压变化，如220V线路电压波动、电池由空变满、电磁噪声干扰、充电器电源插头拔掉等，必须区分这几种情况，避免误报警。

避免误报警的方法是把上述几种情况下电压的变化规律和电池被异常断开时(偷盗发生时)电压的变化规律区分开来。220V线路电压波动造成的被测电压波动幅度相对较小，而电池拔下时波动幅度大；电池由空变满的过程中被测电压会缓慢升高，这是一个长期的过程，而电池拔下是个快速短暂过程；电磁干扰一般持续时间很短，用数字滤波的方法可以去除；充电器输出端到电池的导线未断开时，如果充电器电源插头被拔下，被测电压下降的幅度较小，与电池被拔下有明显区别。本报警器由微电脑软件对以上被测电压变化进行数据处理和识别，区分上述特殊情况，避免误报警。

本实用新型提出的电动车充电报警器具有以下优点：

1.安全性好，采用微电脑识别电池是否被盗，小偷要想破解，必须在拔下电池的同时保持充电器输出端的电压不发生变化，这个破解难度非常大；另外微电脑智能识别排除了各种误报因素，误报警少，报警可靠，也提高了本报警器的安全性。

2.节约环保，可以使用用户原有的充电器，不造成浪费，且和用户的原电池最为匹配，不影响电池的使用寿命。

3.报警有效，警报信号是在室内发出，用户可立刻判断出是自己的车辆处在被盗威胁下，而现有的一般报警器则在室外报警，即使发出了报警音，车主也难以分辨，从而会造成反应缓慢，错失抓捕良机。

4.监控路数多，本实用新型在基本不增加成本的情况下，就可以将监控信号的路数扩展至8路，对于一个家庭拥有多于一辆电动车，或者一个单元共用一套报警器的情况更加适用。

5.具备联网功能，本报警器具备串行通信接口，方便与远程计算机通信，组成网络，电池被盗信息可迅速传送到住在附近的特定的亲友、邻居家里，或者传送到社区治安中心或公安机关，也可用于社区电动车充电的集中统一管理。

6.无触电危险，室外楼下只有36V左右的充电电压，相对于直接把220V引到室外露天进行充电的方式大大减小了触电危险。

此外，本报警器还具有体积小、重量轻、成本低廉、工作可靠、耗电量省的优点，推广使用后，可以在方便用户充电的同时，有效减少电动车、电池丢失的情况发生。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

图1是本实用新型的电路原理结构框图，本实用新型包括以微电脑电路D为核心的信号检测电路C、报警输出电路E、参数设置电路F和串行通信电路B和电源电路A六大部分。

图2是本实用新型的电路原理图，该防盗报警器由微电脑U1，和以U1为核心的信号检测电路C、报警输出电路E、参数设置电路F和串行通信电路B以及直流稳压电源电路A组成，电动车充电器输出端的电压直接与防盗报警器信号检测电路输入端相连，微电脑对测到的电动车充电器输出端电压信号的变化进行智能识别和处理，判断电池有没有和充电器异常脱离，如果是，则控制报警输出电路部分进行报警。

所述微电脑电路D由微处理器芯片(ATMEGA16型)U1组成，该芯片内部集成了8路AD转换器，8路被检测的模拟信号从标记为PA0～PA7的8个引脚输入，可同时对八块电池的充电过程进行检测；微电脑U1的8位并行数据接口D0～D7分别与参数设置电路中U2的8个输出端Ya0～Ya3、Yb0～Yb3、报警输出电路U3的8个输入端D0～D7相接，实现参数设置部分的8位开关量输入和报警输出电路部分的8位开关量输出；U1的PD7引脚与U2的1脚和19脚连接，U1的PD3引脚与U3的11脚连接，PD7和PD3引脚通过软件控制实现对U1的8位并行数据接口的分时读写功能。

选用的微控制器内部包含了复位电路和时钟电路，不需要再片外扩展这两部分，片内集成了8路模数转换器和基准电压，集成度高，降低了硬件布线、焊接的复杂度，提高了可靠性。

所述以微电脑U1为核心的信号检测电路C有八路，第一路模拟信号通道由电阻R2、R3组成的分压电路、运算放大器OP1组成的电压采样电路、以及集成在U1内部的第1路模数转换器组成，其中运算放大器OP1的5端(+端)接电阻R2、R3的中点，6端(-端)与输出端7相接，输出端7与微电脑U1的输入端PA0相连，第2～8路的电路组成和工作原理与第一路一样，只不过它们的输出端分别与U1的PA1～PA7相连，其中运算放大器OP1、OP2......的作用是提高输入阻抗，减少对原充电器充电过程的不利影响，信号检测电路中的模数转换器可以集成在U1内部(图2所示为集成在U1内部)，也可以是独立的IC模块，图中示意性的画出了两路信号检测电路，采用同样的扩展方法，最多可实现八路信号的同时检测，图中信号检测电路C的虚线框外部左边的充电器1输出、充电器2输出，电池BT1、BT2都不含于报警器系统内，在图中绘出是用于说明报警器与外部充电器、电池的连接关系，充电器的输出电压可以是36V、48V或其他电压，本图中为方便说明，统一以36V为例，但本报警器对其他输出电压的充电器也一样可以使用。

所述以微电脑U1为核心的报警输出电路E由锁存器芯片(74ALS373型)U3、集成达林顿管芯片(ULN2803型)U4、继电器K1、K2、电阻R1、蜂鸣器beep和指示灯LED组成，其中U3的8个输出端Q0～Q7与U4的输入端IN1～IN8相连，U4的两路输出OUT1和OUT2分别接继电器K1、K2线圈的一端，线圈的另一端则接在直流电源DC12V上，电阻R1一端与U3的LE引脚相连，另一端与U3的OE引脚相连后同时接地，锁存器U3的功能是锁存U1的输出信号，电阻R1作为下拉电阻使用，其功能是避免单片机复位瞬间锁存器的输出出现抖动现象，集成达林顿管U4的功能是放大功率和电流，继电器K1、K2的功能是方便用户在外部扩展大功率的报警输出元件，如强光照明、高分贝喇叭、数码相机等，以震摄犯罪分子，中止盗窃活动，或摄下犯罪现场，利于公安机关破案，各种外部扩展的器件还可通过U4的其它输出口OUT3～OUT8实现，继电器K1、K2还起到了将外部大功率器件与内部电路进行隔离的作用，继电器的线圈使用外部输入的DC12V，与微控制器使用的VCC(+5V)是经过本报警器的电源部分隔离的，继电器的动作不会对微控制器的正常工作造成干扰。

微处理器U1的输出信号PD4接Beep蜂鸣器一端，PD5接LED指示灯，蜂鸣器和LED指示灯另一端接地，蜂鸣器beep和指示灯LED的作用是报警输出和指示工作状态，当报警器上电后正常充电时，蜂鸣器不响，指示灯常亮；充电过程中发现电池被异常拔下后蜂鸣器发声，指示灯闪烁，蜂鸣器和指示灯在该实例中承担了室内报警输出的功能。

所述以微电脑U1为核心的参数设置电路F由指拨开关DIP1、总线驱动芯片(74ALS244A型)U2和排阻PR1组成，其中指拨开关DIP1的IN1～IN8端由排阻PR1上拉后接电源VCC，同时还与U2的8个输入端Ia0～Ia3、Ib0～Ib3相连，指拨开关DIP1的公共端接地，当DIP1的某个开关拨在接通位置时，U1读到的该位的值是逻辑0，当DIP1的某个开关拨在断开位置时，U1读到的该位的值是逻辑1，参数设置部分的作用是通过拨动DIP1的8个开关，可以方便的设置充电器的类型，充电电压范围等参数，由于采用了指拨开关，这些参数在每次微控制器上电复位时都能自动读取，而不需要重复设置。

所述以微电脑U1为核心的串行通讯电路B由电平转换芯片(SN75176型)U5组成，其中U5的4脚与U1的串行发送端PD1相连，U5的1脚与U1的串行接收端PD0相连，U5的2、3脚与U1的PD2相连，PD2为串行数据方向选择端，控制串行发送、接收的分时进行，通过U1内部软件控制实现半双工串行通信功能；U5的输出端6、7引脚形成了一对双向差分信号，可实现RS-485总线的半双工双向通信功能，加入串行总线后，可实现多台报警器的联网控制，同时对多台电动车的多个电池进行监控，以及将报警信息传送至远程计算机的功能，便于公安机关组成防盗网络，该部分也可以用其他电平转换芯片(如MAX491、MAX232)组成RS422或RS232的串行通信电路。

所述直流稳压电源电路A包括电压调整模块(LM2575型)U6，二极管D1，电感L1和电容C1、C2，其中外部直流输入电压DC12V与电容C1并联后接入U6的1输入端和3、5输入接地端，U6的2输出端由二极管D1箝位，并通过由电感L1、电容C2组成的滤波电路后，由电容C2两端输出整个微电脑系统所需的+5伏电源，U6及其外围电路组成了一个小功率的开关电源，U6的输出端4反馈输出电压，使得到的电源电压更加稳定可靠，其输出的VCC(+5V)电源与输入的DC12V电源是隔离的，保证了微控制器的可靠工作，外部输入的DC12V可以由变压器得到，也可以由普通电池或充电电池得到，电源部分电路也可采用其他的电压调整模块，其输入也可以不是直流12V，也可以直接采用其它开关电源模块代替。

本报警器的使用方法如下：

以一户有两个电动车充电为例：用户应将充电器和本报警器放在楼上室内，电动车和电池放在楼下室外充电，首次充电开始前先要针对两个电池BT1、BT2各自的充电电压和充电器类型通过指拨开关DIP1进行参数设置，以后充电时不需要再设置。

要按照图2虚线外示意进行接线，首先将充电器1的输出端与本报警器的1输入端相连，再与电池BT1相连接；将充电器2的输出端和本报警器的2输入端相连，再与电池BT2相连接；其余第3～8路电池和与之对应的充电器的接法与BT1、BT2一样，有几路，接几路，一一接好后，然后将各个充电器的电源插头都插入220V插座，各自开始充电；最后连接好报警器的DC12V电源线，报警器开始工作，防盗功能启动。

报警器开始工作后，如果在充电过程中检测到任一充电器输出端到电池的导线被异常断开，放在室内的报警器的蜂鸣器发声，指示灯闪烁提示报警，接在室外的相关设备也会同时动作，震摄犯罪分子。

不再继续充电时，应先拔掉报警器的DC12V电源，再拔掉各个充电器的220V电源插头，最后拔下电池，充电过程结束。

Claims (8)

1、一种电动车充电防盗报警器，其特征在于：该防盗报警器由微电脑U1，和以U1为核心的信号检测电路、报警输出电路、参数设置电路和串行通信电路以及直流稳压电源组成，电动车充电器输出端的电压直接与防盗报警器信号检测电路输入端相连。

2、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述微电脑U1芯片内部集成了8路AD转换器，8路被检测的模拟信号从标记为PA0～PA7的8个引脚输入，微电脑U1的8位并行数据接口D0～D7分别与参数设置电路中U2的8个输出端Ya0～Ya3、Yb0～Yb3、报警输出电路U3的8个输入端D0～D7相接，U1的PD7引脚与U2的1脚和19脚连接，U1的PD3引脚与U3的11脚连接。

3、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述以微电脑U1为核心的信号检测电路有8路，第一路模拟信号通道由电阻R2、R3组成的分压电路、运算放大器OP1组成的电压采样电路、以及集成在U1内部的第1路模数转换器组成，其中运算放大器OP1的+端接电阻R2、R3的中点，一端接运算放大器OP1的输出端，该输出端同时与微电脑U1的输入端PA0相连，第2～8路的电路组成和工作原理与第一路一样，只不过它们的运算放大器的输出端分别与U1的PA1～PA7相连。

4、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述以微电脑U1为核心的报警输出电路由锁存器芯片U3、集成达林顿管芯片U4、继电器K1、K2、电阻R1、蜂鸣器beep和指示灯LED组成，其中锁存器芯片U3为74ALS373型，集成达林顿管芯片U4为ULN2803型，U3的8个输出端Q0～Q7与U4的输入端IN1～IN8相连，U4的两路输出OUT1和OUT2分别接继电器K1、K2线圈的一端，另一端则接在直流电源DC12V上，电阻R1一端与U3的LE引脚相连，另一端与U3的OE引脚相连后同时接地，微处理器U1的输出信号PD4接Beep蜂鸣器一端，PD5接LED指示灯，蜂鸣器和LED指示灯另一端接地。

5、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述以微电脑U1为核心的参数设置电路由指拨开关DIP1、总线驱动芯片U2和排阻PR1组成，其中总线驱动芯片U2为74ALS244A型，指拨开关DIP1的IN1～IN8端由排阻PR1上拉后接电源VCC，同时还与U2的8个输入端Ia0～Ia3、Ib0～Ib3相连，指拨开关DIP1的公共端接地。

6、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述以微电脑U1为核心的串行通讯电路由电平转换芯片U5组成，其中电平转换芯片U5为SN75176型，U5的4脚与U1的串行发送端PD1相连，U5的1脚与U1的串行接收端PD0相连，U5的2、3脚与U1的串行数据方向选择端PD2相连。

7、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述直流稳压电源电路包括电压调整模块U6，二极管D1，电感L1和电容C1、C2组成，其中电压调整模块U6为LM2575型，外部直流输入电压DC12V与电容C1并联后接入U6的1输入端和3、5输入接地端，U6的2输出端由二极管D1箝位，并通过由电感L1、电容C2组成的滤波电路后，由电容C2两端输出整个微电脑系统所需的+5伏电源。

8、根据权利要求1所述的电动车充电防盗报警器，其特征在于：所述微电脑U1为ATMEGA16型。

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